Động lực học cát biển - Hướng dẫn các ứng dụng thực hành - Chương 1 pdf

Mục đích của cuốn sách là cung cấp các phương pháp tính toán các đại lượng động lực trầm tích và thuỷ động lực khác nhau, đòi hỏi trong các ứng dụng vận chuyển trầm tích biển ở dạng hợp

Chương 1 giới thiệu

1 1 Tổng quan

Cuốn sách này tổng kết những quá trình chủ yếu xác định trạng thái cát trong biển, ở một dạng dễ dàng ứng dụng Kết quả dự định là cung cấp công cụ để các thực hành viên có thể tính toán trạng thái cát biển theo khái niệm công trình Mặc dù

điểm nhấn mạnh chính là lên trầm tích có kích thước hạt thuộc cấp độ cát, nhiều chuyên mục cũng áp dụng cho các hạt lớn hơn, kể cả cuội sỏi Như vậy, nhiều kết quả

có thể áp dụng trong sông và cửa sông, cũng như trong biển

Đây là tập sách kèm theo cuốn "Hướng dẫn về bùn cửa sông" được công bố như báo cáo SR 309 của HR (Delo và Ockenden, 1992), và cuốn "Hướng dẫn vận chuyển

trầm tích trong sông", báo cáo SR 359 của HR (Fisher, 1993) Cuốn hướng dẫn này

cập nhật, mở rộng và thay thế cuốn "Hướng dẫn về cát biển", báo cáo SR 351 của HR

(Soulsby, 1994) trước đây

Mục đích của cuốn sách là cung cấp các phương pháp tính toán các đại lượng

động lực trầm tích và thuỷ động lực khác nhau, đòi hỏi trong các ứng dụng vận chuyển trầm tích biển ở dạng hợp nhất và dễ áp dụng, cùng những kiến nghị đối với hầu hết các phương pháp thích hợp cho sử dụng Dự định chủ yếu là cuốn sách tham khảo và “làm như thế nào”, do vậy không bao hàm các dẫn xuất và thảo luận dài dòng Nó cũng quý giá đối với các mục đích đào tạo, đặc biệt khi sử dụng kết hợp với gói phần mềm SandCalc cho các bài tập huấn luyện

Đã có một vài sách giáo khoa tuyệt vời như của Sleath (1984), Dyer (1986), Fredsoe và Deigaard (1992), Nielsen (1992) và Van Rijn (1993) Nhiều nguyên lý vận chuyển trầm tích biển xuất phát từ các phương pháp sử dụng trong sông Vận chuyển trầm tích bồi tích được đề cập trong các sách của Graf (1984), Yalin (1977) và Raudkivi (1990) và hướng dẫn của Fisher (1993) Trong ngữ cảnh rộng hơn, vận chuyển trầm tích ven bờ được đề cập bởi Muir-Wood và Fleming (1981) và Horikawa (1988), và các đặc tính cát xa hơn ngoài khơi được Stride (1982) đề cập Những áp dụng đối với quản lý bãi biển được đề cập trong hướng dẫn của Simm và những người

khác (1996) Nhiều khía cạnh của quản lý bãi được đề cập trong Hướng dẫn bảo vệ bờ

của Hoa Kỳ (CERC, 1984) Mô hình hoá động lực hình thái ven bờ được đề cập bởi Vriend (đang chuẩn bị), và xói lở xung quanh công trình biển được đề cập bởi Whitehouse (1997)

Cũng như việc trình bày các công thức và phương pháp đang có để tính toán các

đại lượng đòi hỏi khác nhau, trong nhiều trường hợp các công thức mới cũng được trình bày Chúng được dẫn xuất từ các nghiên cứu gần đây của tác giả, và đáng tin cậy ở sự đơn giản lẫn chính xác hơn so với các công thức trước đây, trên cơ sở so sánh

với các tập hợp đo đạc lớn Các phương pháp mới bao gồm các công thức cho: cấu trúc thẳng đứng của dòng chảy thuỷ triều, hệ số ma sát đối với dòng chảy thuỷ triều và dòng chảy ổn định trên mặt đáy trầm tích phẳng, vận tốc quỹ đạo sóng tại đáy biển,

hệ số ma sát đối với sóng, ma sát đáy kết hợp của sóng và dòng chảy, vận tốc chìm lắng của hạt cát, ngưỡng ứng suất trượt tại đáy của các hạt cát dưới tác động của dòng chảy và/hoặc sóng, suất vận chuyển di đáy và tổng cộng của cát do dòng chảy và/hoặc sóng, vận chuyển trầm tích dọc bờ

Hầu hết các công thức là đồng nhất về thứ nguyên, do đó bất kỳ một hệ đơn vị nào (ví dụ hệ SI) cũng có thể sử dụng cho các tham số Trong một số ít công thức không đồng nhất về thứ nguyên, các đơn vị thích hợp được nêu rõ Chú ý rằng, trong

hệ SI đồng nhất thứ nguyên, kích thước hạt phải lấy bằng mét (ví dụ

m

Cuốn sách được chia ra các chương bao trùm các thuộc tính cơ bản của cát và nước, thuỷ động lực (tính toán các thuộc tính dòng chảy và/hoặc sóng ưu thế đối với vận chuyển cát), các quá trình và vận chuyển cát (các công thức liên hệ hầu hết các nhóm bài toán chính) và động lực hình thái (sử dụng dự báo vận chuyển trầm tích như thế nào để tính toán bức tranh bồi tụ và xói lở) Chương tiếp theo đưa ra chỉ dẫn các phương pháp xử lý trường sóng và dòng chảy phức tạp thường gặp trong nhiều vấn đề thực tiễn Mỗi một chương chính được cấu trúc theo các mục, mỗi mục được phác hoạ ở dạng tổng kết trước hết là tình trạng kiến thức về chuyên đề và sau đó là quy trình để thực hiện tính toán công trình Trong nhiều trường hợp, quy trình được minh hoạ bằng các ví dụ số đã thực hiện, cuốn sách kết thúc bằng các trường hợp nghiên cứu toàn diện các nhóm bài toán thông dụng nhất của vấn đề trầm tích trên thực tế

1.2 Gói phần mềm SandCalc

Để thao tác nhanh và tính toán chính xác nhiều đại lượng nêu trong sách, một gói phần mềm có tên SandCalc được phát triển để bổ trợ cho cuốn sách Nó cho ta truy cập dễ dàng tới hơn 70 phương trình và phương pháp đưa ra trong sách, với hệ thống Menu hoạt động trong hệ điều hành Windows để sử dụng trên máy tính PC

Hệ thống Menu được cấu tạo tương ứng với cùng đầu đề và tiểu mục sử dụng trong sách Các phương trình có trong SandCalc được ký hiệu ‘SC’ bên cạnh số hiệu phương trình trong hướng dẫn này, và tên phương trình cũng tương tự như khi nó xuất hiện trong SandCalc Khi cần thiết, một vài giải thích bổ sung cho phương pháp

có trong SandCalc được cho ở vị trí thích hợp trong cuốn sách

Các đại lượng được tính toán trong SandCalc là đầu ra của một phương trình

được tự động chuyển thành đầu vào của phương trình khác Các giá trị đầu ra và đầu vào được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng nằm trong một phạm vi cho phép, các giá trị ngầm định được đưa ra cho một vài tham số

Hầu hết các ví dụ thực hiện và trường hợp nghiên cứu cho trong sách có thể tính toán dễ dàng bằng cách sử dụng SandCalc Trong các ví dụ thực hiện, các kết quả

của mỗi bước tính toán được làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa Trong một vài trường hợp sai số tích luỹ dẫn đến những khác biệt nhỏ giữa các số trong các ví dụ và giá trị

do SandCalc đưa ra Trong những trường hợp như vậy, giá trị của SandCalc chính xác hơn

1.3 Trạng thái cát biển

Vận chuyển cát có vai trò sống còn trong nhiều khía cạnh của công trình xa bờ, ven bờ và cửa sông Chuyển động của cát ảnh hưởng đến: xây dựng cảng về mặt kinh

tế (chi phí cho nạo vét cảng và luồng tàu thường là rất lớn), xây dựng các nhà máy

điện và lọc dầu ven bờ (cát có thể đi vào các công trình lấy nước làm mát), chống ngập lụt ven bờ (sự toàn vẹn các bãi biển và đê chắn sóng ngoài khơi là cốt yếu để tiêu tán năng lượng sóng), sự tăng trưởng hoặc tàn lụi các bãi biển cho mục đích giải trí (quyết định sự thành công cho nhiều nơi nghỉ lễ), sự an toàn của các dàn khoan

xa bờ và đường ống (xói đáy biển có thể làm lung lay dàn khoan hoặc vỡ các đường ống), và nhiều ứng dụng khác nữa

Cát được định nghĩa quy ước là trầm tích có đường kính trong phạm vi từ 0,062

đến 2mm Những trầm tích mịn hơn được phân loại là sét và bùn (bùn sệt) và các thuộc tính của chúng bị ảnh hưởng mạnh bởi sự kết dính điện hoá và sinh học Trong trầm tích hỗn hợp, hiệu ứng kết dính là quan trọng trong việc xác định các thuộc tính trầm tích, nếu hơn 10% trầm tích mịn hơn 0,062mm Những hỗn hợp như vậy thường là kháng xói hơn thuần tuý bùn hoặc thuần tuý cát Các hạt lớn hơn 2mm

được phân loại là cuội sỏi Độ thấm của cuội sỏi là một yếu tố quan trọng trong việc xác định trạng thái cuội sỏi và một tỷ lệ cát hỗn hợp với cuội sỏi có thể làm giảm độ thấm của nó

Trong biển, cát có thể chuyển động bởi dòng chảy (do thuỷ triều, gió hoặc sóng) hoặc bởi sóng, hoặc thông thường nhất là cả sóng và gió tác động cùng nhau Cát

được vận chuyển bởi các quá trình cơ bản là cuốn theo, dịch chuyển và lắng đọng (hình 1a) Ba quá trình này xảy ra đồng thời và có thể tác động tương hỗ với nhau

Sự cuốn theo xảy ra là kết quả của ma sát tác động lên đáy biển bởi dòng chảy

và/hoặc sóng, với việc khuếch tán rối có thể mang hạt lên trạng thái lơ lửng

Sự dịch chuyển xảy ra do hạt lăn, nhảy và trượt dọc theo đáy thích ứng với ma

sát, và trong trường hợp đáy dốc là do trọng lực Nó được biết đến như dòng di đáy,

và là hình thức vận chuyển chủ đạo đối với các dòng chảy chậm và/hoặc các hạt lớn Nếu dòng chảy đủ nhanh (hoặc sóng đủ lớn) và hạt đủ mịn, cát sẽ bị đưa vào trạng thái lơ lửng ở độ cao vài mét trên đáy, và được dòng chảy mang đi Hình thức vận

chuyển này được biết như dòng lơ lửng và thường lớn hơn rất nhiều so với dòng di

đáy Trong các tình huống biển và cửa sông tiêu biểu, hình thức chủ đạo của vận chuyển là dòng di đáy đối với các hạt thô hơn 2mm và dòng lơ lửng đối với các hạt mịn hơn 0,2mm

Lắng đọng xảy ra khi hạt nằm trong dòng di đáy hoặc ra khỏi trạng thái lơ lửng

Trong hầu hết thời gian, sự cuốn theo của một số hạt vào trạng thái lơ lửng và sự

chìm lắng của một số hạt khác xuống đáy do trọng lượng của chúng có thể xảy ra

đồng thời

Suất vận chuyển trầm tích được định nghĩa là “lượng” trầm tích trên một đơn vị

thời gian đi qua một mặt phẳng thẳng đứng có bề rộng đơn vị vuông góc với hướng dòng chảy (hình 1b)

‘Lượng’ trầm tích có thể đo bằng thể tích hoặc khối lượng, do đó trong hệ SI, suất vận chuyển trầm tích là kgm1s1 hoặc m3m1s1  m2s1 tương ứng Đơn vị thực tế hơn là tấn/mét/ngày cũng thường được sử dụng với sự chuyển đổi rõ ràng Số đo ở dạng “trọng lượng chìm” đôi khi cũng được sử dụng Suất vận chuyển trầm tích trong biển có độ lớn và hướng, do đó là đại lượng véctơ

Mức độ bồi tụ hoặc xói lở ròng (thực tế) của một khu vực đáy biển phụ thuộc vào

sự chênh lệch mức độ mà cát đi vào và đi ra khỏi khu vực Nếu cát được mang vào khu vực nhiều hơn được mang ra, đáy được bồi, nếu ngược lại thì đáy bị xói Thậm chí khi suất vận chuyển trầm tích rất lớn, cao độ đáy sẽ không thay đổi nếu vận chuyển như nhau trên toàn bộ khu vực

Các công việc đòi hỏi để dự báo bức tranh bồi tụ và xói lở trong khu vực nghiên cứu là:

- tính toán phân bố thuỷ động lực của dòng chảy và sóng, và các đại lượng phụ thuộc như ứng suất trượt tại đáy (ma sát đáy),

- tính toán phân bố kết quả của suất vận chuyển trầm tích,

- tính toán phân bố mức độ bồi tụ/xói lở

Điều nhấn mạnh của cuốn sách là quá trình vật lý ảnh hưởng đến cát, nhưng ngoài ra, các ảnh hưởng sinh học có thể có vai trò quan trọng, mặc dù ở mức độ thấp hơn so với bùn Các chất nhầy do bài tiết có thể kết hợp các hạt với nhau, ngược lại, các loài trùng có thể cày xới thành rãnh và dễ bị dòng chảy làm xói, các sinh vật đào bới có thể khuấy động một lớp 10 cm hoặc tương tự như vậy trong vòng từ 4-6 h, do

đó làm phẳng đi các gợn cát do dòng chảy tạo nên Có rất ít công trình định lượng các

ảnh hưởng sinh học lên trầm tích, một số công trình có ý nghĩa nhất được Pender và nnk (1994) tóm tắt lại Mặc dù hiện tại có một vài phương pháp định lượng đề cập

đến các hiệu ứng sinh học, người kỹ sư cần nhận thức rằng chúng có thể tạo ra các

dự báo không đáng tin cậy, đặc biệt trong các khu vực có dòng chảy và sóng yếu Trong các khu vực có dòng chảy mạnh và sóng lớn, các hiệu ứng chính thường là thuỷ động lực, còn các hiện ứng sinh học có thể bỏ qua một cách hợp lý

1.4 Khái niệm về ứng suất trượt tại đáy

Hiệu ứng tác động của các yếu tố thuỷ động lực (sóng và dòng chảy) lên động lực trầm tích xảy ra chủ yếu thông qua ma sát mà chúng sử dụng trên đáy biển Điều

này được thể hiện ở dạng ứng suất trượt tại đáy, chính là lực ma sát sử dụng bởi

dòng chảy trên một đơn vị diện tích đáy Nhiều công trình đề cập đến các phương pháp tính toán ứng suất trượt tại đáy và các phương pháp xác định hiệu ứng của chúng lên trầm tích Sự trình bày ở đây phục vụ cho việc thiết lập quan hệ giữa các

Hình 1 Sơ đồ a) các quá trình vận chuyển trầm tích biển (trong thực tế tất cả xảy ra đồng thời) và b)

mặt phẳng vuông góc với dòng chảy để xác định suất vận chuyển trầm tích

loại ứng suất trượt tại đáy khác nhau, các phương pháp khác nhau thể hiện chúng,

và những đóng góp khác nhau cho chúng; và định nghĩa các chú giải được sử dụng Chi tiết hơn được cho trong các mục nổi bật của các chương chính, đặc biệt là mục 3.4

và 3.6

ứng suất trượt tại đáy  0 có đơn vị là lực tác động trên đơn vị diện tích (Nm2

theo hệ SI), cũng có thể viết ở đơn vị vận tốc (ms1 theo hệ SI) như vận tốc ma sát

hoặc vận tốc trượt u*, xác định thông qua quan hệ:

 1 / 2 0

*   /

trong đó  là mật độ nước

Sự chuyển đổi này là thuần tuý cho tiện lợi về toán học, tránh viết lại



0 , và vận tốc ma sát không tương ứng với vận tốc ‘thực tế’ của dòng chảy (mặc dù nó có thể liên quan đến nhiễu động rối trong các thành phần vận tốc thực tế) Đối với nhiều mục đích, dạng phi thứ nguyên của ứng suất trượt tại đáy và quan hệ của nó với

trầm tích được sử dụng, thông qua tham số Shields, xác định bằng:

  d







hoặc

 s  d g

u

1

2

*





trong đó: g = gia tốc trọng lực

 = mật độ nước s= mật độ hạt trầm tích

s = tỷ lệ của mật độ hạt và mật độ nước

d = đường kính hạt trầm tích

ứng suất trượt phát sinh tại đáy không chỉ phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy mà

còn vào độ nhám đáy biển Nó có thể đo bằng độ nhám Nikurase ks (có thể liên hệ

với kích thước hạt), hoặc độ dài nhám z0 (có thể dẫn xuất từ phân bố vận tốc) Hai

độ nhám liên hệ với nhau bằng quan hệ:

30 /

0 ks

0

30z

Các chú giải trên áp dụng cho các giá trị tổng quát, có thể biến đổi theo thời gian của ứng suất trượt tại đáy và các đại lượng khác Tuy vậy, cũng rất có ích khi phân biệt các cơ chế phát sinh khác nhau bằng cách sử dụng các chỉ số ứng suất trượt tại

đáy có thể phát sinh bởi:

- dòng chảy, với các đại lượng trung bình theo thời gian biểu thị bằng 0, u* và  (tức là như trong chú giải tổng quát)

- sóng, với biên độ của các đại lượng dao động biểu thị bằng w, u*w và w

- chuyển động kết hợp sóng và dòng chảy, với các đại lượng trung bình thời gian trong một chu kỳ sóng, biểu thị bằng m, u*m và m và các giá trị cực đại của các đại lượng trong một chu kỳ sóng, biểu thị bằng max, u*max và ma10

Các nhiễu động rối gây ra các biến động lớn xung quanh các giá trị đã cho ở trên, nhưng đối với hầu hết các mục đích thực tiễn, các giá trị trung bình nêu trên là đủ

Có thể có sự khác biệt về giá trị z0 (và ks) do dòng chảy và do sóng, đặc biệt nếu hướng dòng chảy và sóng với đỉnh các gợn cát trên đáy biển là khác nhau, tuy vậy để

đơn giản, có thể giả thiết cùng một giá trị z0 áp dụng cho cả sóng và dòng chảy trong cuốn sách này

ứng suất trượt tổng cộng tại đáy 0 tác động lên đáy là do các thành phần từ:

- ma sát lớp đệm 0s, sản sinh bởi (và tác động lên) các hạt trầm tích

- sức cản hình dạng 0f sản sinh bởi trường áp suất liên quan đến dòng chảy trên sóng cát và/hoặc các thành tạo lớn hơn trên đáy

- thành phần vận chuyển trầm tích 0t gây ra bởi sự truyền động lượng để làm dịch chuyển các hạt

Ba thành phần có thể cộng với nhau thành:

0 0s 0f 0t (4) Tương tự, ba thành phần cho u*,  và z0 có thể xác định bằng cách sử dụng các chỉ số s, f và t để tạo ra các quan hệ giống như các phương trình (1), (2) và (3) cho mỗi thành phần ứng suất trượt tại đáy do sóng, hoặc sóng cộng với dòng chảy, có thể chia thành các thành phần ma sát lớp đệm, sức cản hình dạng và vận chuyển trầm tích theo cùng cách như dòng chảy Tập hợp đầy đủ các chú giải sử dụng trong sách này đối với ứng suất trượt tại đáy cho trong bảng 1

Quy ước lựa chọn được sử dụng nhiều nhất (ví dụ Fredsoe và Deigaard (1992), Van Rijn (1993)) là biểu thị các thành phần bằng các dấu nháy như sau:

Tổng cộng =0 Ma sát lớp đệm = 

0

 Sức cản hình dạng = 

0

 Vận chuyển trầm tích =0

Van Rijn (1993) quy thành phần ma sát lớp đệm về thành phần ‘liên quan đến hạt’, điều này tạo ra sự phân biệt có ích, vì phương pháp thông thường tính toán thành phần này là theo quan hệ phân bố logarit hoặc tương tự (xem Mục 3.1) với giá trị z0 (hoặc ks) chỉ liên quan đến kích thước hạt Giá trị kết quả của ứng suất trượt tại đáy không thực sự là ma sát lớp đệm có thể đo trên bề mặt của đáy gợn cát, mà lại có độ lớn tương tự và cho ta một số đo thực hành quy ước có thể liên quan đến các phản ứng trầm tích Nielsen (1992) cũng nhấn mạnh quy ước này bằng việc sử dụng

đại lượng 2,5 đối với thành phần ma sát lớp đệm (liên quan đến hạt), nhận được bằng

cách cho ks =2,5d50 (giá trị quy ước) khi sử dụng độ nhám hạt để tính toán thành phần này

Bảng 1 Giải thích ứng suất trượt tại đáy và các tham số liên quan

Thành phần Lực tác động Tổng cộng Ma sát

lớp đệm

Sức cản hình dạng

Vận chuyển trầm tích Dòng chảy hoặc

nói chung (giá

trị trung bình)

0



u*



s

0



u*s

s



f

0



u*f

f



t

0



u*t

t

 Sóng (biên độ

của

giá trị dao động)

w



u*w

w



ws



u*ws

ws



wf



u*wf

wf



wt



u*wt

wt

 Sóng + dòng

chảy

(giá trị trung

bình)

m



u*m

m



ms



u*ms

ms



mf



u*mf

mf



mt



u*mt

mt

 Sóng + dòng

chảy

(giá trị cực đại)

max



u*max max



max



u*maxs

s

max



max



u*maxf

f

max



max



u*maxt

t

max



Ghi chú: ứng suất trượt tại đáy0, vận tốc ma sát u*, tham số Shields liên hệ bằng các phương trình (1)-(3) Các thành phần liên hệ thông qua phương trình (4)

Nếu đáy là phẳng và vận chuyển trầm tích không lớn, phương trình (4) đơn giản thành 0=0s và sự phân biệt giữa các đại lượng ma sát lớp đệm và tổng cộng là không cần thiết Trường hợp này không phải là cá biệt đối với các hạt thô (ví dụ d50 > 0,8mm) nhưng cát mịn hơn thường là có gợn cát (có thể với đáy gồ ghề lớn hơn) hoặc

có vận chuyển dòng trầm tích sát đáy mạnh

Lý do để kể đến nhận xét này trong một vài chi tiết là ở chỗ các loại ứng suất trượt tại đáy khác nhau thường gây ra sự nhầm lẫn Điều quan trọng là ý thức được rằng chỉ có thành phần ma sát lớp đệm tác động trực tiếp lên kích thước hạt, và do

đó thành phần này được sử dụng để tính ngưỡng chuyển động, dòng di đáy (với một

số ngoại lệ) và nồng độ tham chiếu hoặc mức độ nhấc hạt lên trạng thái lơ lửng Mặt khác, chính ứng suất trượt tổng cộng tại đáy là thích ứng với sức cản toàn bộ của dòng chảy (xem mục 7.4), và xác định cường độ rối ảnh hưởng đến sự khuếch tán của

trầm tích lơ lửng lên các tầng cao hơn trong cột nước (xem Chương 8) Không nhìn nhận được những khác biệt này sẽ dẫn đến sai số đáng kể trong tính toán

1.5 Quy trình tổng quát nghiên cứu trầm tích

Sau đây đưa ra quy trình tổng quát cần tuân thủ để giải quyết một phạm vi rộng lớn các vấn đề liên quan đến vận chuyển trầm tích Trong thực tế không có quy trình tiêu chuẩn hoặc được chấp nhận rộng rãi thiết lập cho vấn đề này, quy trình sau đây thuần tuý là cách tiếp cận cá nhân do tác giả đề xuất Quy trình phải thích hợp với vấn đề đã nêu và ít khi áp dụng hết từng bước Trong một vài bước, đưa ra các luật lệ khá đơn giản, và các chuyên mục được tham chiếu đến nếu có yêu cầu chi tiết hơn

Đôi khi thông tin đầu vào sẽ không đầy đủ, và phải có các giả thiết hoặc lấy giá trị ngầm định Tuy vậy các giá trị ngầm định chỉ sử dụng khi không có các giá trị đặc trưng tại tuyến Các giá trị ngầm định đưa ra là cho các điều kiện biển tiêu biểu ở xung quanh nước Anh Hầu hết các bước đã nêu có thể tính toán nhờ sử dụng gói phần mềm SandCalc

1.5.1 Thu thập đến mức tối đa thông tin cơ bản về khu vực nghiên cứu Khảo sát bình đồ tỷ lệ lớn (và/hoặc bản đồ, nếu áp dụng được) của khu vực, tìm kiếm các thông tin về:

• địa hình và độ sâu nước; vận chuyển trầm tích thường lớn nhất trong nước nông

• loại trầm tích và tính di động, ví dụ từ những đánh dấu Chất lượng Đáy (mục 2.2, một loại bản đồ chuyên dụng của Anh-ND); bằng chứng của những mũi đất nhô (chỉ ra hướng vận chuyển ròng dọc bờ), tombolos, những luồng và những bờ cát, vỉa trồi lộ thiên có đá, những vịnh có bùn

• vận tốc và hướng dòng chảy, ví dụ từ 'những hình thoi thủy triều' (trục lớn và trục nhỏ êlíp dòng triều-ND); những vận tốc dòng chảy vượt quá 0,4 ms-1 sẽ có hiệu ứng đáng kể lên vận chuyển trầm tích

• chế độ sóng; thể hiện các sóng phát sinh cục bộ (xem khoảng cách tới đường bờ gần nhất theo mọi hướng từ tuyến nghiên cứu) và sóng lừng (nhìn hướng đi trực tiếp

ra đại dương)

Trong các vùng nước ở Anh, Cơ quan Khảo sát Địa chất Anh công bố các bản đồ Trầm tích Đáy biển (BGS,1987) chỉ ra phân bố chi tiết các loại trầm tích, và bằng chứng di động trầm tích và hướng vận chuyển đối với các sóng cát (sự bất đối xứng chỉ ra hướng vận chuyển), các bờ cát, các vệt rãnh băng hà (ngụ ý vận chuyển trầm tích không đáng kể trong hàng thiên niên kỷ) và các loại khác

Nếu có thể, đi thực địa Lấy mẫu trầm tích, ghi chú mức độ không đồng nhất cả hướng ngang và thẳng đứng tại tuyến (ví dụ một lớp cát mỏng trên một nền sỏi hoặc

đất sét) Những tập hợp trầm tích tại những kè mỏ hàn và công trình khác thể hiện hướng vận chuyển Sự tăng trưởng cỏ hoang hoặc hàu bám trên đá cuội chỉ ra mức độ lưu động thấp Quan sát bức tranh dòng chảy (những vật màu da cam làm những

phao trôi trên bề mặt khá tốt) và bức tranh sóng Hỏi chuyện những người địa phương, đặc biệt là những dân đánh cá

1.5.2 Thu thập thông tin cơ bản về những thuộc tính nước:

• Độ sâu h Trong các vùng có thủy triều, nếu độ lớn thủy triều nhỏ hơn độ sâu trung bình (chênh lệch giữa cao độ mực nước biển trung bình MSL và đáy biển), thì

sử dụng độ sâu trung bình cho tất cả Nếu không, theo dõi những biến đổi dòng chảy

và độ sâu trong một chu kỳ thủy triều

• Nhiệt độ (ngầm định = 100C) và độ muối (ngầm định = 35 o/oo) Sử dụng những giá trị trung bình năm gần đáy, trừ phi những biến đổi theo mùa là quan trọng

• Tính toán mật độ nước  (ngầm định = 1027 kgm-3

) và độ nhớt động học  (ngầm định = 1,36 x l0 - 6 m2/s) (mục 2.1)

• Lấy gia tốc trọng trường g = 9,81 ms-2

1.5.3 Thu thập thông tin cơ bản về vật chất đáy (mục 2.2) :

• Lấy mẫu ở 5 cm hoặc cỡ như vậy trên đáy sử dụng gàu ngoạm, lỗ khoan, ống phóng hoặc bằng tay Tốt nhất là lấy sáu đến tám mẫu trong khu vực nghiên cứu để

đánh giá tính biến thiên; chúng có thể tính trung bình, hoặc chọn một mẫu tiêu biểu

Sử dụng bản đồ BGS hoặc Hàng hải khi không có sẵn mẫu

• Thu thập phân bố kích thước hạt của nhóm cát và sỏi của mẫu đáy bằng cách sàng qua rây Phải chọn đường kính hạt trung vị d50, và càng đầy đủ càng tốt của d10,

d16, d35, d65, d84, d90 tuỳ theo phương pháp sử dụng thích hợp Nếu một số giá trị không được biết, có thể đánh giá chúng bằng giả thiết đường phân bố kích thước hạt logarit chuẩn của các điểm đã biết

• Nếu d10 nhỏ hơn 0,06 mm, trầm tích có thể thể hiện những thuộc tính kết dính

và phương pháp cho những trầm tích có cát sẽ không đáng tin cậy Kiểm tra một mẫu ướt để xem chúng rời nhau (không kết dính) hoặc bám vào nhau (kết dính) Sự

có mặt của những gợn cát trên đáy nói chung thể hiện trầm tích tương đối không kết dính Nếu trầm tích hơi kết dính, thì sử dụng những phương pháp với cát nhưng xử

lý kết quả một cách cân nhắc Nếu rất kết dính, thì phải xử lý như bùn, sử dụng những phương pháp đã cho, ví dụ bởi Delo và Ockenden (1992)

• Nếu hầu hết trầm tích là thạch anh hoặc khoáng vật tương tự, mật độ có thể lấy theo giá trị mặc định s = 2650 kgm-3 Nếu không, hãy đo mật độ của trầm tích (ví

dụ sử dụng chai trọng lực chuyên dụng) Tính toán tỷ lệ mật độ s = s/ (ngầm định = 2,58) Nếu mật độ rất khác với 2650 kgm-3, hoặc những hạt rất góc cạnh hoặc có lỗ (ví

dụ vụn sò, cát san hô, cát núi lửa), thì cần thực hiện những đo đạc thủy lực (ví dụ ngưỡng chuyển động; vận tốc chìm lắng) Nếu ít hơn 30% vật chất là vụn sò, chỉ tính toán cho nhóm thạch anh và giả thiết rằng vụn sò là tương tự về thuỷ lực

• Nếu những hiệu ứng độ dốc đáy là vấn đề quan trọng, hãy đo góc ma sát của trầm tích i (ngầm định = 320) Điều này có thể thực hiện bằng cách đo góc nghiêng